全国化工大赛-恒逸石化杯-义马气化厂年产10万吨醋酸乙烯项目4-创新性说明书.docx

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2019东华科技-恒逸石化杯

第十三届全国大学生化工设计竞赛

义马气化厂年产

义马气化厂

年产10万吨醋酸乙烯分厂项目

郑州大学指导老师：白净李奕帆张亚涛

指导老师：白净李奕帆张亚涛

团队成员：李厦厦李笑艳孙楠李卫卫李昀航

指导老师：白净

指导老师：白净李奕帆张亚涛李涛

团队成员：李厦厦李笑艳孙楠李卫卫李昀航

指导老师：白净

指导老师：白净李奕帆张亚涛

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章原料方案 2

第二章煤化工及碳一化工 3

第三章反应精馏 7

第四章工艺路线方面的创新 13

第五章分离技术方面的创新 17

第六章节能降耗方面的创新 18

第七章过程设备方面的创新 20

第一章原料方案

1.1原料方案

目前国内外醋酸乙烯合成方法主要有乙烯法和乙炔法，乙烯法有气相法和液相法，液相乙烯法对设备和管道腐蚀严重，目前已经被淘汰。乙炔法按反应相态又分为液相法和气相法，乙炔液相法由于选择性低、副产物多，已被淘汰。而乙炔法按照反应原料又可分为电石乙炔法和天然气乙炔法。

乙烯法的主要原料为乙烯、醋酸和氧气，乙炔法的主要原料为醋酸和乙炔，乙炔可以从电石制备而来，也可以从天然气部分氧化法获得。其中乙烯法由于工艺性、经济性好而占主导地位，占世界总生产能力的72%以上。乙炔法在经济上不如乙烯法，但在电石和天然气资源比较丰富的地区，仍具有相当的竞争力。

乙烯法流程较短，乙烯法和乙炔法所生产的醋酸乙烯成品中醋酸乙烯含量都超过99.5%,而所含的杂质略有不同,乙炔法醋酸乙烯中醛类含量高于乙烯法，这些醛类绝对含量虽然不高,但对聚合反应有较大的影响。所以对以生产聚乙烯醇为最终产品的醋酸乙烯来说,乙烯法的质量比乙炔法稍好。

盛产天然气或电石的地区都是在我国的边远地区，最终产品消费地又是处于华东、东南沿海地区,运输成本较高,原料低价的优势也会被产品的运输费用所抵消。所以形成了华东、华北以乙烯为主,华西、华南以乙炔法为主的醋酸乙烯生产格局。

本工艺中提出的醋酸甲酯羰基化法，原料不同于常规的醋酸乙烯酯生产方法，所用到的原料为甲醇和醋酸，都是由煤化工而来。我国现阶段资源现状为多煤少油贫气，采用煤化工制得的甲醇和醋酸为原料来制备醋酸乙烯酯，不仅符合我国的能源现状，而且生产成本较乙烯法更低，所制得的产品，纯度高达99.9%（摩尔纯度），具有绝对竞争优势。

第二章煤化工及碳一化工

2.1煤化工及碳一化工

碳一化工是指从含有一个碳原子的化合物（如一氧化碳、甲醇、甲烷和二氧化碳等）出发，合成碳数为２或２个以上化合物的化学工艺。当前全球基础有机原料工业的发展正面临石油资源短缺、环保法规日益严格这两大难题。因此发展碳一化工，生产合成燃料及基础有机原料，逐步替代石油资源已迫在眉睫。

碳一化工最重要的起始原料为甲烷，由于其化学性质十分稳定，甲烷的直接利用技术难度大，目前还没有能够工业化的成熟路线，而20世纪60年代曾颇受重视的甲烷制乙炔，70年代后受迅速发展的乙烯工业冲击，目前呈萎缩状态。其它如甲烷制卤代烷、二硫化碳、硝基甲烷等产品不仅规模很小，且从保护环境的角度分析，今后也不会继续发展。甲烷直接合成芳烃（无氧及有氧条件）、甲醇及烯烃（甲烷氧化偶联）这些工艺路线目前均处于研究阶段。

碳一化工另一个重要的原料是合成气，从合成气出发的产品分布，主要集中在含氧化合物、含氮化合物、液体燃料及烯烃类这四类。含氧化合物产品主要有甲醛、甲酸、甲醇、二甲醚、乙醇、乙二醇、乙酸、酸酐、甲酸甲酯、低碳混合醇、碳酸二甲酯以及各种高级羰基合成醇等，这些产品的制备主要采用合成气或甲醇作为基础原料，通过羰基合成反应来实现的。利用碳一化工合成路线来制取含氧化合物，同传统的石油及煤化工路线相比，具有明显的技术经济优势。甲醇作为碳一化学的支柱，以它为原料已工业化生产或正在开发的产品有：醋酸、醋酐、汽油、烯烃、乙醇、乙酸乙烯、甲胺、甲醛、甲酸、甲酸甲酯、甲醇钠、二甲醚、碳酸二甲酯、溴甲烷、对苯二甲酸二甲酯、甲硫醇等。

国内外碳一化工技术以合成气为原料的产品路线见图1。

图2.1以合成气为原料的产品路线图

天然气与煤是生产甲醇的主要原料，占世界甲醇产量的90％以上。2000年全世界甲醇生产能力约3800X104